FR2774183A1 - Cable a tube sensiblement etanche logeant au moins un conducteur optique et un produit absorbant l'hydrogene - Google Patents

Cable a tube sensiblement etanche logeant au moins un conducteur optique et un produit absorbant l'hydrogene Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un câble à tube sensiblement étanche logeant au moins un conducteur optique et un produit absorbant l'hydrogène.La face interne du tube (20), de préférence métallique, est recouverte par une couche (22) en un matériau de catalyse - tel que du nickel ou du chrome - de la réaction d'absorption de l'hydrogène par le produit absorbant l'hydrogène (30).Le produit absorbant d'hydrogène constitue un matériau de remplissage (30) du tube ou forme une couche déposée sur la couche en matériau de catalyse.La couche de catalyseur constitue un revêtement de protection contre la corrosion du tube.

Description

CEBIE À TUBE SENSIBLE.M T ÉANCHE LOMNT AU MOINS IN CCuWUureU< OPTIQuE ET
UN PROUIT ABSORNT L'EYDROGENE L'invention est relative à un câble à tube sensiblement
étanche logeant un ou plusieurs conducteurs optiques et un pro-
duit absorbant l'hydrogène.
Les conducteurs optiques sont couramment utilisés dans le domaine des télécommunications. Les informations lumineuses sont généralement transmises à une longueur d'onde d'environ 1300
ou 1550 nanomètres par des fibres optiques à base de silice.
Chaque fibre est protégée par des couches en matériau polymère et les couches de protection sont le plus souvent recouvertes d'un
autre polymère pigmenté.
Un ensemble de fibres optiques peut être assemblé pour former un ruban. Dans ce cas le matériau du ruban est également
un polymère.
Les fibres optiques, individuelles ou en ruban, sont
disposées dans un tube métallique ou un tube en matière plas-
tique. On sait que les fibres optiques ne doivent pas être exposées à l'hydrogène car ce gaz altère leurs propriétés de
transmission et, éventuellement, leurs propriétés mécaniques.
L'altération est d'autant plus importante qu'est élevée la pres-
sion partielle d'hydrogène à laquelle est soumise la fibre.
L'hydrogène provient, notamment, de la décomposition
des polymères constituant les revêtements des fibres ou le maté-
riau d'assemblage des fibres en ruban. Il peut aussi provenir de la décomposition du produit de remplissage généralement prévu dans un tube afin de permettre le maintien des fibres dans ce tube et de s'opposer à la progression de l'humidité en cas de
rupture ou dégradation du tube.
Les décompositions mentionnées ci-dessus interviennent
naturellement du fait du vieillissement.
Quand le tube est en matière plastique, la porosité de ce matériau permet l'évacuation de l'hydrogène. Par contre, quand le tube est métallique, ou en un autre matériau non poreux, l'hydrogène reste confiné dans le tube et les propriétés optiques
des fibres se dégradent donc progressivement.
Pour résoudre ce problème, une solution consiste à uti-
liser un tube en acier inoxydable de façon à ne pas créer de cor-
rosion génératrice d'hydrogène et à prévoir un produit de rem-
plissage ayant des propriétés d'absorption de l'hydrogène. Ce produit de remplissage est par exemple un polymère, notamment un polymère non saturé auquel est mélangé un catalyseur, tel que du palladium. L'acier inoxydable et le mélange de polymère avec un
catalyseur constituent des matériaux onéreux.
L'invention remédie à cet inconvénient. Elle permet de se passer d'un mélange de polymère et de catalyseur et/ou d'acier inoxydable. Elle est caractérisée en ce que le tube, de préférence métallique, du câble est recouvert sur sa paroi interne d'un matériau catalyseur facilitant l'absorption d'hydrogène par le
produit prévu à cet effet. Dans un mode de réalisation, le pro-
duit absorbant l'hydrogène constitue le matériau de remplissage.
Dans un autre mode de réalisation, ce produit absorbant l'hydro-
gène forme une couche en contact avec le catalyseur.
L'invention résulte en effet de la constatation qu'il n'était pas indispensable de mélanger le catalyseur au produit,
en général organique, absorbant l'hydrogène. Il suffit de dispo-
ser le catalyseur en contact avec le produit absorbant l'hydro-
gène, l'endroit le plus approprié étant la surface interne du
tube. Avec cette disposition, l'effet de catalyse est, en prin-
cipe, moins efficace que lorsque le catalyseur est mélangé au
produit de remplissage, car, avec l'invention, la surface spéci-
fique du catalyseur en contact avec le produit absorbant l'hydro-
gène est moins grande que la surface spécifique correspondante dans le cas du mélange. Toutefois, on a constaté que, malgré ce
handicap, l'effet d'absorption d'hydrogène reste satisfaisant.
On peut cependant augmenter la surface spécifique du catalyseur en contact avec le produit absorbant 1 'hydrogène,
c'est-à-dire l'efficacité de la catalyse, en conférant une rugo-
sité sélectionnée à la surface du catalyseur. Cette rugosité peut être réalisée par exemple en pulvérisant le catalyseur sous forme
granuleuse ou en prévoyant des rainures, notamment longitudi-
nales, à la surface du catalyseur.
Le tube peut être fabriqué à partir d'une bande de nmétal recouverte sur sa surface interne du matériau catalyseur, la bande étant soumise à un formage de façon à lui conférer la forme d'un tube, les bords longitudinaux de la bande de métal étant soudés après avoir introduit le ou les conducteurs optiques
ainsi que le produit de remplissage dans le tube préformé.
En variante, au lieu de procéder à un soudage, une rive longitudinale de la bande métallique est appliquée sur l'autre rive longitudinale et on procède à un collage de ces rives. Dans le cas o le produit absorbant l'hydrogène constitue une couche en contact avec le catalyseur, le collage peut être réalisé à
l'aide de cette couche constituée, par exemple, de copolymères.
Avec cette variante, le tube est moins étanche que dans le cas d'un soudage. Cependant, le défaut d'étanchéité est insuffisant pour permettre l'évacuation naturelle de l'hydrogène, et il est
donc nécessaire de prévoir le produit absorbant l'hydrogène.
Mais, dans ce cas, l'absorption d'hydrogène n'a pas besoin d'être
aussi efficace que lorsque le tube est étanche.
Le catalyseur sera choisi de préférence de manière
telle qu'il protège le tube métallique contre la corrosion.
Ainsi, l'utilisation d'un acier inoxydable ne s'impose plus. On peut aussi recouvrir la surface extérieure du tube avec le même matériau que celui recouvrant sa surface interne. Dans un exemple, le tube métallique comporte de l'acier, notamment de l'acier doux, et le revêtement interne de ce tube comporte du nickel qui exerce la fonction combinée de catalyse et de protection de l'acier contre la corrosion. Dans ce cas, il est avantageux de nickeler les deux faces (intérieure et extérieure) de façon à protéger entièrement le tube contre la corrosion. Le produit absorbant 1l'hydrogène présente des doubles liaisons (diènes) qui s'ouvrent en présence du catalyseur et qui facilitent la fixation de l'hydrogène sur ces doubles liaisons ouvertes. Le matériau de remplissage est, par exemple, à base de silicone ou de polyoléfine et comprend, dans ce dernier cas, un polybutadiène ou un polyéthylène glycole ou une combinaison de
ces deux produits.
Quand le produit, destiné à absorber l'hydrogène, est à base d'un polymère, on peut utiliser cotme catalyseur l'un des métaux de la classe des platinoides, c'est-à-dire du groupe VIII, périodes 4, 5 et 6, du tableau de la classification périodique des éléments, et de préférence, outre le nickel: le cobalt, le
palladium et le chrome.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réa-
lisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-
annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma en coupe d'un câble selon 1' invention, - la figure 2 est un schéma représentant un procédé de fabrication du câble selon l'invention, et - la figure 3 est un schéma d'une bande servant à la
fabrication d'un câble pour une variante.
Le câble représenté sur la figure 1 comnporte une plura-
lité de fibres optiques 10, 12, 14, 16 et 18 disposées à l'inté-
rieur d'un tube 20 en acier doux dont la face intérieure est recouverte d'une couche de nickel 22 ou de chrome. L'épaisseur n'a pas d'importance. Toutefois, pour des raisons pratiques, il est préférable que l'épaisseur de la couche de catalyseur soit
d'au moins 1 micron. La surface extérieure du tube 20 est égale-
ment recouverte d'une couche de protection 24, aussi en nickel.
La proportion de carbone dans l'acier constituant le tube 20 est ajustée pour obtenir une dureté permettant, d'une part, le formage du tube, comme décrit en relation avec la figure 2, et d'autre part, la résistance nécessaire pour ce type de câble. Le tube 20 est rempli par un produit de remplissage 30 dans lequel sont noyées les fibres optiques 10 à 18. Ce produit de remplissage a pour rôle, d'une part, d'empêcher la progression de l'eau à l'intérieur du tube dans le cas o ce dernier présente
un défaut d'étanchéité accidentelle et, d'autre part, il consti-
tue un matériau absorbant 1 'hydrogène. Le nickel 22 recouvrant la surface interne du tube 20 constitue un catalyseur de la réaction
d'absorption de l'hydrogène par le produit absorbant 30.
Ce matériau absorbant est, par exemple, à base de sili-
cone ou de polyoléfine. Dans ce dernier cas, il s'agira d'un polybutadiène ou d'un polyéthylène glycole ou d'une combinaison
de ces deux produits. De façon générale, le matériau de remplis-
sage présente des doubles liaisons (diènes) qui s'ouvrent en
présence d'un catalyseur et qui facilitent la fixation de l'hyd-
rogène sur ces doubles liaisons ouvertes. Pour ce matériau de remplissage, on peut aussi faire appel à un polymère non saturé choisi parmi des homopolymères non saturés obtenus au moyen de la
polymérisation de monomnres choisis parmi le butadiène, le pen-
tadiène, le méthylbutadiène et le chloro-2-butadiène. On peut aussi choisir des copolyméres ou des terpolymères non saturés obtenus au moyen de la polymérisation entre un premier monomère, choisi parmi le butadiène, le pentadiène, le méthylbutadiène et le chloro-2-butadiène, et un deuxième et/ou troisième monomare
choisi parmi le styrène, la vynil-4-pyrédine et l'acrylonitrile.
Il est également possible de choisir des polymères non saturés obtenus en greffant sur des homopolymères non saturés ou les copolymères ou terpolymères non saturés, de monomcres contenant au moins un groupe non saturé, choisi parmi le vinyle, l'allyle et des mélanges de ces derniers; ces monomères contiennent au
moins un groupe non saturé après l'étape de greffage.
Dans le cas o le produit absorbant est à base de sili-
cone, on peut utiliser un composé organique de type silicone saturé correspondant à la formule générale ci-dessous: R' n R -i0o - R"
Dans cette formule, R et R' sont identiques ou dif-
férents et représentent des groupes alkyle, alcényle ou aryle; R" et R"' sont identiques ou différents et représentent un groupe alcényle, et n est un nombre entier. Dans la formule ci-dessus, on peut aussi choisir R et R' parmi les radicaux aliphatiques saturés ou insaturés, et les radicaux aromatiques; dans ce cas,
R" et R"' sont des radicaux aliphatiques insaturés.
Le produit absorbant d'hydrogène peut également être à base d'un oxyde métallique comme décrit dans le brevet français
N 2588388.
Pour réaliser le tube représenté sur la figure 1, on peut procéder comme décrit ci-dessous en relation avec la figure 2. Pour former le tube 20, on part d'une bande 32 en acier doux nickelée sur ses deux faces et de bobines 34, 36, 38 de conducteurs optiques qu'on déroule. La bande 32 est mise en forme de tube 20 à une station 40. Le produit de remplissage est introduit dans le tube au niveau de la station 40 de f ormage. Le moyen de remplissage a été représenté de façon symbolique sur le
dessin par un conduit 42.
A la suite de la station de f ormage 40, on prévoit une station de soudage 44, par exemple un soudage électrique ou un soudage à chaud au laser, de façon à souder ensemble les bords
longitudinaux de la bande 32 après son formage.
A la suite de la station de soudage 44, on prévoit une station 46 de rétreint du tube. Le câble est entièrement terminé
après cette station de rétreint.
Dans une variante, le produit absorbant l'hydrogène forme une couche déposée sur la couche de catalyse. Dans ce cas
il n'est pas indispensable que le matériau de remplissage, des-
tiné à s'opposer à la progression de l'humidité dans le câble, ait luimême des propriétés d'absorption de l'hydrogène. Dans cette variante, on peut aussi tirer profit des propriétés de collage du matériau constituant la couche absorbant l'hydrogène de façon à éviter le soudage des bords longitudinaux de la bande métallique. Il suffit dans ce cas de recouvrir l'une sur l'autre
les rives de la bande.
Sur la figure 3, on a représenté une bande 50 compor-
tant, d'une part, la bande métallique proprement dite 20, d'autre part, une couche 22 de nickel ou de chrome formant un catalyseur sur une face de la bande métallique, et d'autre part enfin, une couche 52 de produit absorbant l'hydrogène déposée sur la couche
22 de catalyseur.
Quel que soit le mode de réalisation, on a intérêt à maximiser la surface spécifique du catalyseur en contact avec le
produit absorbant l'hydrogène. A cet effet, la couche 22 de cata-
lyseur présente, de préférence, une surface rugueuse. La rugosité est obtenue par exemple en pulvérisant de la poudre de nickel ou de chrome sur la surface métallique ou en prévoyant des rainures,
notanmment longitudinales dans cette couche du catalyseur.

Claims (16)

REVENDICATICONS
1. Câble à tube sensiblement étanche logeant au moins
un conducteur optique et un produit absorbant l'hydrogène, carac-
térisé en ce que la face interne du tube (20), de préférence métallique, est recouverte par une couche (22) en un matériau de catalyse de la réaction d'absorption de l'hydrogène par le pro-
duit absorbant l'hydrogène(30).
2. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit absorbant d'hydrogène constitue un matériau de
remplissage du tube.
3. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce
que le produit absorbant l'hydrogène forme une couche (52) dépo-
sée sur la couche (22) en matériau de catalyse.
4. Câble selon la revendication 3, caractérisé en ce
que la couche de produit absorbant l'hydrogène présente des pro-
priétés de collage.
5. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à
4, caractérisé en ce que la couche en matériau de catalyse est rugueuse.
6. Câble selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche en matériau de catalyse présente des rainures, par
exemple longitudinales.
7. Câble selon l'une quelconque des revendications pré-
cédentes, caractérisé en ce que le matériau de catalyse constitue
un revêtement de protection contre la corrosion du tube (20).
8. Câble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le tube comporte, sur sa surface extérieure, une couche de protection contre la corrosion, de préférence identique à la
couche sur sa surface interne.
9. Câble selon l'une quelconque des revendications pré-
cédentes, caractérisé en ce que le produit absorbant l'hydrogène
comprend une matière organique, notammnent un polymère.
10. Câble selon la revendication 9, caractérisé en ce
que le produit absorbant l'hydrogène présente des doubles liai-
sons qui s'ouvrent en présence du catalyseur et qui facilitent la
fixation de l'hydrogène sur les doubles liaisons ouvertes.
11. Câble selon l'une quelconque des revendications pré-
cédentes, caractérisé en ce que le catalyseur comprend un plati-
noide du groupe VIII, périodes 4, 5 et 6, de la classification
périodique des élénents.
12. Câble selon la revendication 11, caractérisé en ce
que le catalyseur comprend du nickel ou du chrome.
13. Câble selon l'une quelconque des revendications pré-
cédentes, caractérisé en ce que le tube étanche est en acier,
notamment en acier doux.
14. Procédé de fabrication d'un câble selon l'une quel-
conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on
part d'une bande de métal recouverte sur sa surface interne du matériau catalyseur, en ce qu'on procède au formage de cette bande de métal de façon à lui conférer la forme d'un tube, en ce qu'on introduit, dans le tube, le(s) conducteur(s) optique(s) et
un produit de remplissage, en ce qu'on soude les bords longitu-
dinaux de la bande de métal, et en ce qu'on rétreint le tube
formé après soudage.
15. Procédé de fabrication d'un câble selon la revendi-
cation 3, caractérisé en ce que l'on part d'une bande de métal recouverte sur sa surface interne du matériau catalyseur, ce matériau catalyseur étant lui-même recouvert par une couche de produit absorbant l'hydrogène, en ce qu'on procède au formage de cette bande de métal de façon à lui conférer la forme d'un tube par recouvrenment l'une sur l'autre des rives longitudinales de la
bande de métal, et en ce qu'on colle ces rives.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé, en ce que la couche de produit absorbant d'hydrogène est utilisée
pour le collage.
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